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"CALCULATEUR EVALUANT DES DONNEES RELATIVES AUX MAREES"
La présente invention est relative aux dispositifs 'servant à évaluer des données relatives aux marées et, en particulier, à un dispositif servant à évaluer la hauteur de la marée à un moment donné- On a déjà utilisé des dispositifs de ce genre, mais ils nécessitent tous, soit un calcul assez développé, soit des travaux de dessin assez développés, avant qu'on puisse donner à l'usager la hauteur de l'eau. Ceci est un renseignement indispensable au navigateur et il doit pouvoir le déterminer par lui-même très rapidement.
Le dispositif selon l'invention permet de faire ces évaluations à l'aide de moyens impliquant le strict minimum de calculs. En fait, le seul calcul nécessaire pour déterminer, la profondeur de l'eau consiste à ajouter, à une quantité dé- terminée par la position du dispositif, la profondeur de l'eau la plus basse, ordinairement la marée de l'équinoxe de printemps donnée par les tables nautiques et que l'on appelle en général les basses eaux.
Pour permettre de comprendre sans ambiguité les termes utilisés ici relatifs aux marées, on va les expliquer en se reportant à la figure 1.
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(H) (4) La différence de niveau à marée haute et à marée basse pour une marée particulière peut s'appeler l'amplitude(-,)
L'amplitude et les niveaux de la marée haute et de la marée basse'varient cycliquement avec les phases de la lune.
Elles varient également avec les conditions locales, telles que le vent et les conditions barométriques. Les marées les plus hautes sont celles d'équinoxe de printemps et, en négli- geant l'effet des conditions locales, on les appelle marées ordinaires d'équinoxe de printemps (EH)
Les tables nautiques donnent en général des chiffres relatifs aux marées par rapport à un niveau de référence qui peut être un niveau arbitraire quelconque, mais on choisit, en général, le niveau de marée basse, de la marée d'équinoxe de printemps. La profondeur de l'océan en dessous de la valeur de référence peut s'appeler le sondage. La hauteur au dessus de la valeur de référence à laquelle monte l'eau pour une marée particulière s'appelle la hauteur de la marée (h).
Si la valeur de référence coincide avec le niveau inférieur ordinaire de la marée de printemps, l'amplitude de printemps et la hauteur de la marée de printemps sont égales.
Il est évident, d'après la figure 1, que la différer* ce entre la hauteur de la marée de printemps et la hauteur de la marée du jour est la même que la différence entre la pleine mer de la marée ordinaire de printemps et la pleine mer pour la marée en question et, par suite, également que la différence entre la basse mer et la valeur de réfé- rence.
N'importe quelle marée particulière monte et des- cend à la même vitesse totale, mais la vitesse varie d'un moment à l'autre pendant la période de la marée. On ne peut pas exprimer le changement du niveau de l'eau à l'aide d'une fonction linéaire par rapport au temps ; c'est plutôt une fonc tion harmonique simple du temps.
La figure 2 est un schéma représentant le principe sur lequel est basée la construction des dispositifs selon l'invention.
A est un tableau comportant deux graduations paral- lèles al et a2. On trace la ligner à partir d'un point de la graduation a représentant le niveau de la basse mer pour une marée particulière, pour aller à un point de l'échelle a re- présentant la pleine mer pour cette marée.
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C est une graduation du temps. Son bord semi-cir- culaire c1 est divisé linéairement de manière à représenter ues intervalles égaux pendant la durée de la marée. Son bord rectiligne ±2 est divisé en abaissant sur lui des perpendi- culaires à partir des divisions du bord ±1 et, par conséquent, il forme une graduation d'une harmonique simple du temps.
D est un curseur dont le bordd -est divisé de façon analogue aux graduations a 1 et a2 et il peut se déplacer trans- versalement, parallèlement à ces graduations.
D'après les explications ci-dessus, il est évident que dans n'importe quelle position du curseur D, sa gradua- tion d est coupée par la ligne B en un point qui indique la hauteur de l'eau au-dessus du niveau de référence au moment indiqué par le point d'intersection de la graduation c2 avec le curseur. Par suite, en mettant en place le curseur à un moment particulier sur la graduation ± , la hauteur de l'eau à ce moment (qui est le renseignement généralement cherché par le marin) est donnée sur la graduation d.
Les figures 3 à 6 représentent une forme de réali- sation pratique, d'un appareil basé sur le principe expliqué à l'aide de la figure 2. la figure 3 représente l'appareil vu de face.
La-figure 4 le représente vu par l'arrière.
La figure 5 est une vue en perspective correspon- dant à une partie de la figure 3, avec certaines parties en arrachement.
La figure 6 est une coupe suivant la ligne VI-VI de la figure 3.
L'appareil comporte un châssis 10 dans lequel est fixée une graduation ± pour le temps.
Le temps pris par une marée pour monter et pour descendre varie dans les différentes parties du monde de 4 heures à 8 heures. La graduation C, pour le temps comporte un certain nombre de graduations horizontales ± ayant toutes la même longueur et représentant les durées de la marée de 4 à 8 heures, à des intervalles de 20 minutes. Chacune des gra- duations c2 est divisée harmoniquement par le procédé indiqué au sujet de la figure 2, de manière à donner des indications à des intervalles de temps de 20 minutes pendant la durée des marées.
Dans le châssis 10, en.dessous de la graduation C, il y a une aiguille 12 munie d'une ligne B, correspondant à la ligne B de la figure 2. Cette aiguille est portée par une
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.plaque 14 coulissant sur la base 16 de l'instrument de manière à monter et descendre. Son pivot 18 est sur la ligne B, à moitié de sa longueur. Un ressort 19 porté par la plaque
14 pousse l'aiguille dans le sens des aiguilles d'une montre de sorte qu'elle porte sur un axe 20 porté par une plaque 22, coulissant sur la base 16 de façon à monter et descendre.
La plaque 14 est fixée sur une tige 23 se trouvant dans une rainure de guidage 24 de la base 16 et elle porte un axe 25 faisant saillie dans une fente 26 de la base. La plaque 22 est fixée de même sur une tige 27 logée dans une rainure 28 de la base et elle porte un axe 29 faisant saillie dans une rainure 30 de la base. En conséquence, en déplaçant la plaque 14 à l'aide de l'axe 25, on peutdéplacer l'aiguille 12 en bloc pour la faire monter et descendre et, endéplaçant la plaque 22 à l'aide de l'axe 29, on peut faire tourner l'aiguille sur son pivot.
Il y a, en outre, un curseur D coulissant en travers de la base 16. Il comporte une partie supérieure 32 et une partie inférieure 34, fixée sur une pièce 36 cou- lissant en travers de la base 16 sur une tige fixe 8. La partie supérieure 32 est transparente et porte une ligne 40; la partie inférieure 34 a la forme d'un "bord rectiligne" situé dans le prolongement de la ligne 40 et elle porte une graduation correspondant à celle d de la figure 2.
Le châssis comporte une plaque de recouvrement arrière 42 .à l'intérieur de laquelle est monté un excentri- que 44, sur l'arbre 46 duquel est calée une grande roue 48 avec bord moleté faisant saillie au delà du châssis. L'ex- centrique est' relié au curseur D à l'aide d'une pièce de - liaison 49 pivotant sur la base en 50, avec extrémité supé- rieure fourchue 2 entourant un axe '54 porté par la pièce coulissante 6 et ouverture ovale dans laquelle est en prise l'excentrique 44. En faisant tourner la roue 48, on peut ainsi déplacer le curseur D en travers ce la base 16.
On comprendra mieux le fonctionnement du dispositif à l'aide d'un exemple pratique d'utilisation.
On supposera, par exemple, qu'il faille déterminer la profondeur d'eau qu'il y aura en un point particulier, à
16 heures, un jour particulier. Le tableau indique un sondage de 2,44 m en ce point. L'Almanach nautique donne le moment de la pleine mer à 12 heures, la hauteur de marée du jour de 7,30 m, la hauteur de marée de printemps de 9,15m
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et la durée de la montée ou de la descente de la marée de 6 heures.
Comme on l'a déjà dit, la différence entre la hauteur de marée de printemps (9,15m) et la 'hauteur de marée du jour (7,30 m) donne la hauteur de la basse mer au dessus de la basse mer de la marée de printemps ordinaire, c'est-à- dire 1,85 m.
A 16 heures, la marée descendra et,'par suite, il faut d'abord placer l'aiguille 12 de façon que sa ligne B aille d'un point de la graduation a (fig. 2), représentant la pleine mer (7,30 m) à un point de la -graduation a2 (fig.2) représentant là basse mer (1,85 m). Ceci se fait en manoeu- vrant les deux axes 25 et 29, le curseur D étant placé suc- cessivement le long du bord de gauche et du bord de droite du châssis et l'aiguille étant placée sur le repère approprié de la graduation et prenant la position représentée sur la figure 3.
On déplace alors le curseur de façon que sa ligne 122 coïncide avec la division de 4'heures sur la ligne de 6 heures de la graduation du temps, le moment (16 heures) où l'on désire avoir la hauteur de 1 eau étant 4 heures après la pleine mer. Le curseur est représenté dans cette position sur la figure 3 et, comme on le voit, sa gradua- tion est coupée par la ligne B à une hauteur de 5,9 mètres.
La hauteur de l'eau au-dessus de la hauteur de ré- férence (basse mer de la marée ordinaire de printemps) à l'en droit et au moment en question sera, par suite 5,9 mètres et, pour déterminer la profondeur de l'eau, il suffit d'y ajouter le sondage de 2,4 mètres. La profondeur est donc de 8,3 mètres.
On voit que l'on a effectué toute l'opération en faisant une simple soustraction pour déterminer la hauteur de la basse mer et une simple addition pour déterminer la hauteur d'eau finalement cherchée.
On peut modifier de beaucoup de façons le disposi- tif des figures 3 à 6. Ainsi, la graduation du temps, au lieu d'être au dessus, pourrait être sur le côté de l'ai- guille, de sorte que le dispositif serait comme représenté schématiquement sur la figure 7 sur laquelle on a porté les mêmes signes de référence que sur la figure2. En ce cas, les deux graduations a 1 et a2 sont portées sur le curseur D.
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En utilisait le dispositif, on fait coïncider le bord de gauche du curseur avec le bord de droite des graduations du temps C. On met aiors en place la ligne B et on déplace le curseur vers la gauche jusqu'au temps-approprié sur la graduation du temps, la hauteur cherchée de-0 l'eau étant indiquée par-la ligne B sur la graduation -;2. Evidemment, on pourrait prolonger le curseur vers la gauche et porter sur lui les graduations du temps, la base portant un repère fixe en regard duquel on lirait les graduations.
Il est entendu que les dispositifs ci-dessus com- portent de nombreuses variantes. Ainsi, dans le cas des figures 3 à 6 , l'aiguille pourrait être faite de manière à être amenée en position par de nombreux types de méca- nismes , par exemple des vis à grand pas. L'aiguille 12 sur laquelle est tracée une ligne B pourrait être remplacée par un bord rectiligne de même que la partie supérieure 32 du curseur. Inversement, la partie inférieure 34 du curseur pourrait être transparente et porter une ligne servant de ligne de repère. On peut aussi utiliser un dispositif com- plètement mécanique comportant un tambour enregistreur que l'on peut régler au moyen d'opérations correspondant au réglage des deux extrémités (ou une extrémité et le pivot) de l'aiguille ci-dessus et également au réglage du curseur sur les graduations du temps.
On conçoit également que l'on peut utiliser le dispositif selon l'invention pour d'autres applications que pour déterminer la profondeur de l'eau en un point et à un moment particuliers. Evidemment, on pourrait l'utiliser pour résoudre le problème inverse de la détermination du moment où il y aura une profondeur d'eau particulière.